Un chercheur de Cornell a mené à bien un programme de plusieurs décennies visant à développer de nouvelles variétés de tomates qui résistent naturellement aux ravageurs et limitent la transmission de maladies virales par les insectes.
Martha Mutschler-Chu, sélectionneuse de plantes et généticienne qui dirige le programme, a récemment déposé un premier ensemble de lignées de recherche de tomates résistantes aux insectes dans le système de matériel génétique du ministère américain de l'Agriculture et au Centre de ressources génétiques de tomates de l'Université de Californie-Davis, qui permettra être accessible à tous pour accéder aux plantes à des fins de recherche.
Ce printemps, Mutschler-Chu achèvera le développement d'un nouvel ensemble de 20 lignées élites, qui seront ensuite mises à la disposition de toute entreprise semencière intéressée, qui pourra transformer les caractères résistants aux ravageurs en variétés commerciales. La sélection de nouvelles variétés pourrait prendre jusqu’à cinq ans aux entreprises semencières avant de commencer à vendre de nouvelles variétés résistantes aux insectes.
Pour les producteurs, ces avantages permettront de réduire les pertes de récoltes et les dommages aux fruits, tout en éliminant ou en réduisant l'utilisation de pesticides et en protégeant l'environnement.
La résistance aux ravageurs de ces tomates a été adaptée à partir d’une tomate sauvage originaire du Pérou, Solanum pennellii. La tomate andine possède de petits poils appelés trichomes qui excrètent des gouttelettes de composés sucrés, appelés sucres acylés, qui repoussent les insectes. De cette manière, les plantes dissuadent naturellement et en toute sécurité une grande variété d’insectes, les empêchant de se nourrir, de manger des feuilles et de transmettre des virus, ou de pondre des œufs, où les larves pourraient endommager les plantes.
"Les nouvelles lignées combinent des plantes et des fruits de meilleure qualité avec des niveaux élevés de sucres acylés, une combinaison dont les sociétés semencières ont besoin pour transmettre le caractère du sucre acyle aux variétés commerciales", a déclaré Mutschler-Chu, professeur émérite à l'École des sciences végétales intégratives, section de sélection végétale et de génétique. , qui fait partie du Collège d'agriculture et des sciences de la vie.
Lors des tests sur le terrain et en laboratoire des lignes de recherche initiales, des phytologues de Cornell et sept autres partenaires universitaires (Université d'État de Caroline du Nord ; Université de Géorgie, Université Clemson ; Université de Floride ; Université de Californie, Davis ; Université de Californie, Riverside ; et Tennessee Tech University) a découvert que les niveaux et la forme appropriés de sucres acylés contrôlaient les thrips des petits fruits qui propageaient le flétrissement maculé. viruset les aleurodes de la patate douce, qui transmettent le virus de l'enroulement des feuilles jaunes. En conséquence, beaucoup moins de plantes ont été infectées par ces maladies dévastatrices et, en essais sur le terrain, ces infections sont survenues tard dans la saison.
"Pour un meilleur contrôle des virus, j'ai suggéré que les sociétés semencières utilisent une approche à double couche : créer des hybrides avec à la fois le caractère acylsucre et les gènes standards de résistance au virus", a déclaré Mutschler-Chu. Si les insectes parviennent à infecter une plante avec un virus malgré les sucres acylés, les gènes résistants au virus offrent une protection supplémentaire.
"C'est un système qui protégera l'utilité des gènes de résistance au virus, car si moins de virus pénètre dans une plante, la probabilité que le virus ait une mutation aléatoire générant une souche qui surmonte la résistance diminue également", a déclaré Mutschler-Chu. De même, puisque les sucres acyliques sont non toxiques et ne tuent pas les insectes, il y a moins de pression de sélection pour que les insectes eux-mêmes deviennent tolérants, de sorte qu'ils s'adaptent plus lentement au répulsif.
Les nouvelles lignées élites, qui seront bientôt disponibles pour les sociétés semencières, ont retiré de leur génome la plupart des gènes sauvages de S. pennellii qui favorisent les caractères agronomiques indésirables. Mutschler-Chu a conservé les gènes critiques du sucre acyl tout en supprimant de nombreux autres gènes sauvages qui provoquaient des traits négatifs tels qu'un excès de branches, de petits fruits et une saveur désagréable. Alors que les lignées de recherche initiales contenaient environ 12 % d’ADN sauvage de S. pennellii, les lignées les plus récentes contiennent environ 2.5 % d’ADN sauvage.
En termes plus larges, les travaux démontrent pratiquement un processus permettant d'incorporer un trait précieux, basé sur un composé naturel sûr, contrôlé par de nombreux gènes, et qui est efficace contre virus et de multiples ravageurs, une stratégie qui pourrait également profiter à d'autres cultures, a déclaré Mutschler-Chu.
Bien que les lignées élites soient diffusées de manière non exclusive pour permettre à toute entreprise semencière de reproduire des traits dans ses variétés commerciales, elle devra demander une licence auprès du Center for Technology Licensing de Cornell avant de pouvoir vendre des semences.